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\DOI{10.5802/crbiol.170}
\datereceived{2024-06-28}
\daterevised{2024-11-08}
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\begin{document}

\begin{noXML}

\CDRsetmeta{articletype}{review}

\title{La diversification de la prot\'{e}ine kinase R contribue \`{a}
la sp\'{e}cificit\'{e} des interactions entre chauves--souris et virus}

\alttitle{The diversification of the protein kinase R contributes to
the specificity of bat--virus interactions}

\author{\firstname{St\'{e}phanie} \lastname{Jacquet}\CDRorcid{0000-0003-4606-4934}\IsCorresp}
\address{Laboratoire de Biom\'{e}trie et Biologie \'{E}volutive (LBBE),
UMR 5558, UCBL1, CNRS, Lyon, France}
\address{CIRI, Centre International de Recherche en Infectiologie, Univ
Lyon, Inserm, U1111, Universit\'{e} Claude Bernard Lyon 1, CNRS,
UMR5308, ENS de Lyon, F-69007, Lyon, France}
\curraddr[S. Jacquet]{MIVEGEC, Univ. Montpellier, CNRS, IRD, Montpellier, France}
\email[S. Jacquet]{stephanie.jacquet1@ird.fr}

\author{\firstname{Dominique} \lastname{Pontier}\CDRorcid{0000-0003-4700-3543}\IsEqualContrib}
\addressSameAs{1}{Laboratoire de Biom\'{e}trie et Biologie
\'{E}volutive (LBBE), UMR 5558, UCBL1, CNRS, Lyon, France}

\author{\firstname{Lucie} \lastname{Etienne}\CDRorcid{0000-0002-8585-7534}\IsEqualContrib}
\addressSameAs{2}{CIRI, Centre International de Recherche en
Infectiologie, Univ Lyon, Inserm, U1111, Universit\'{e} Claude Bernard
Lyon 1, CNRS, UMR5308, ENS de Lyon, F-69007, Lyon, France}

\keywords{\kwd{Chauves-souris}\kwd{PKR}\kwd{Poxvirus}\kwd{Immunit\'{e} inn\'{e}e}\kwd{Duplication}\kwd{Co\'{e}volution virus--h\^{o}te}}

\altkeywords{\kwd{Bats}\kwd{PKR}\kwd{Poxvirus}\kwd{Innate immunity}\kwd{Duplication}\kwd{Host--virus coevolution}}

\shortrunauthors

\begin{abstract} 
Plusieurs esp\`{e}ces de chauves-souris h\'{e}bergent de mani\`{e}re
asymptomatique certains virus hautement pathog\`{e}nes chez d'autres
mammif\`{e}res. Les m\'{e}canismes sous-jacents impliquent certainement
une balance \'{e}volutive entre tol\'{e}rance et r\'{e}sistance
immunitaire aux infections virales. Toutefois, une grande partie de
l'\'{e}volution de l'immunit\'{e} inn\'{e}e des chauves-souris reste
\`{a} \'{e}lucider. Dans cette revue, nous pr\'{e}sentons la
caract\'{e}risation de la diversification de la prot\'{e}ine kinase R
(PKR), une prot\'{e}ine antivirale majeure de la d\'{e}fense inn\'{e}e
antivirale. Nos r\'{e}sultats r\'{e}cents indiquent que la PKR a
\'{e}volu\'{e} sous pression de s\'{e}lection positive et a subi des
duplications g\'{e}nomiques chez la chauve-souris, contrairement \`{a}
tous les autres mammif\`{e}res \'{e}tudi\'{e}s qui ne poss\`{e}dent
qu'une seule copie du g\`{e}ne. Ces changements g\'{e}n\'{e}tiques dans
la PKR des chauves-souris r\'{e}sulteraient en partie de conflits
g\'{e}n\'{e}tiques avec d'anciens poxvirus pathog\`{e}nes,
fa\c{c}onnant une interface h\^{o}te-virus sp\'{e}cifique aux
chauves-souris. Par ailleurs, les PKR dupliqu\'{e}es chez les
esp\`{e}ces du genre \textit{Myotis} ont subi une diversification
g\'{e}n\'{e}tique qui leur permet d'\'{e}chapper collectivement aux
virus et d'en renforcer le contr\^{o}le. Ces r\'{e}sultats
sugg\`{e}rent que les adaptations de PKR contribuent \`{a} la
sp\'{e}cificit\'{e} des interactions modernes entre les virus et les
chauves-souris et participent \`{a} expliquer ces m\'{e}canismes
immunitaires uniques aux chauves-souris.
\end{abstract}

\begin{altabstract}
Several bat species asymptomatically harbor certain viruses that are
highly pathogenic in other mammals. The underlying mechanisms involve
an evolutionary balance between tolerance and immune resistance to
viral infections. However, how bats innate immunity has evolved in
response to viruses remains to be elucidated. Here, we review the
evolution of the protein kinase R (PKR) in bats, a major antiviral
protein of vertebrate innate antiviral defense. Our recent results
indicate that PKR has evolved under selective pressure and has
undergone genomic duplications in bats, in contrast to all mammals
studied, which possess only a single copy of the gene. The genetic
changes in bat PKR are probably partly the result of genetic conflicts
with ancient pathogenic poxviruses, shaping a bat-specific host--virus
interface. Furthermore, the duplicated PKRs in \textit{Myotis} species
enable them to collectively escape viruses and enhance their viral
control. These results suggest that viral adaptations of PKR contribute
to the specificity of modern interactions between viruses and bats, and
may explain unique antiviral mechanisms in bats.
\end{altabstract}

\def\thanksname{Note}
\thanks{St\'{e}phanie Jacquet est laur\'{e}ate 2023 du Prix des Grandes
avanc\'{e}es fran\c{c}aises en biologie.}

\thanks{\textbf{Financements.} CNRS, LABEX ECOFECT (ANR-11-LABX-0048),
Agence Nationale de la Recherche (ANR-11-IDEX-0007,
ANR-20-CE15-0020-01), Fondation L'Or\'{e}al-Unesco \og{} For Women In
Science \fg, ANRS/MIE (nos ECTZ19143, ECTZ118944), Fonds europ\'{e}en
de d\'{e}veloppement r\'{e}gional (FEDER), ANR EBOFAC}

\maketitle

{\pagebreak}

\twocolumngrid

\end{noXML}

\section{L'immunit\'{e} inn\'{e}e et les virus, une relation
antagoniste}\label{sec1}

L'une des premi\`{e}res lignes de d\'{e}fense physiologique de
l'h\^{o}te est l'immunit\'{e} antivirale inn\'{e}e, \mbox{comprenant} la
production d'effecteurs antiviraux capables de limiter la
r\'{e}plication virale dans les cellules. En r\'{e}ponse, des virus
capables de contourner, \'{e}chapper ou contrer ces effecteurs, en
produisant des prot\'{e}ines antagonistes, sont s\'{e}lectionn\'{e}s au
cours du temps. Lorsque le virus est pathog\`{e}ne, cette relation
antagoniste entra\^{i}ne une \og~course aux armements
g\'{e}n\'{e}tiques~\fg{} o\`{u} les deux entit\'{e}s co-\'{e}voluent
pour survivre \cite{DaughertyMalik2012,DuggalEmerman2012}.  Il en
r\'{e}sulte des signatures \mbox{d'adaptations} g\'{e}n\'{e}tiques
(s\'{e}lection positive) dans le g\'{e}nome de l'h\^{o}te et du virus.
Ces signatures d'adaptations peuvent se manifester sous forme
d'exc\`{e}s de mutations non-synonymes (qui modifient les acides
amin\'{e}s), d'\'{e}v\`{e}nements de recombinaison, ou de
duplications/pertes de g\`{e}nes qui alt\`{e}rent notamment l'interface
virus--h\^{o}te \cite{SauterKirchhoff2021}. Elles sont ainsi des
t\'{e}moins indirects de la pathog\'{e}nicit\'{e} de virus ayant
circul\'{e} ou circulant chez les h\^{o}tes. Chaque h\^{o}te ayant sa
propre histoire \'{e}volutive avec les virus, les signatures peuvent
\^{e}tre sp\'{e}cifiques \`{a} l'esp\`{e}ce h\^{o}te et se traduire par
des diff\'{e}rences fonctionnelles majeures dans la r\'{e}ponse
antivirale. Ainsi, ces innovations g\'{e}n\'{e}tiques peuvent non
seulement expliquer la variabilit\'{e} de la susceptibilit\'{e} entre
esp\`{e}ces h\^{o}tes, mais aussi constituer des barri\`{e}res
naturelles aux transmissions inter-esp\`{e}ces
\cite{Etienneetal2015,Wuetal2013}. Appr\'{e}hender l'\'{e}volution de
ces interfaces mol\'{e}culaires virus--h\^{o}tes est donc une approche
originale et robuste pour caract\'{e}riser les d\'{e}terminants de la
sp\'{e}cificit\'{e} des interactions virus--h\^{o}te, et d\'{e}crypter
les facteurs immunitaires de l'h\^{o}te qui sous-tendent les
\'{e}v\'{e}nements de transmissions inter-esp\`{e}ces. 

\section{Les chauves-souris, un mod\`{e}le de choix}\label{sec2}

Dans ce contexte, les chauves-souris (ordre des Chiropt\`{e}res) sont
un mod\`{e}le de choix car elles h\'{e}bergent une grande diversit\'{e}
de virus, dont plusieurs ont d\'{e}j\`{a} \'{e}merg\'{e} chez l'humain
et les animaux domestiques, tels que les virus MERS-CoV et Nipah
\cite{Irvingetal2021}. Par ailleurs, un certain nombre de
caract\'{e}ristiques \'{e}cologiques et biologiques contribuent \`{a}
renforcer leur r\^{o}le de r\'{e}servoirs de certains pathog\`{e}nes
viraux.

Notamment, les chiropt\`{e}res constituent le deuxi\`{e}me ordre de
mammif\`{e}res le plus diversifi\'{e} apr\`{e}s les rongeurs,
repr\'{e}sentant pr\`{e}s de 20~\% de la biodiversit\'{e}. Seuls
mammif\`{e}res capables de vol actif, ils sont \'{e}galement
remarquables par leur abondance et leur distribution ubiquiste, leur
long\'{e}vit\'{e} importante par rapport \`{a} leur taille (jusqu'\`{a}
plus de 30~ans selon l'esp\`{e}ce), leur capacit\'{e} migratoire sur
des centaines de milliers de kilom\`{e}tres et leur mode de vie
vari\'{e} (colonies multi sp\'{e}cifiques ou vie en solitaire) et
souvent gr\'{e}gaire. Si des \'{e}tudes r\'{e}centes sugg\`{e}rent que
les chauves-souris ne seraient pas des r\'{e}servoirs
\og~sp\'{e}ciaux~\fg{} tel qu'admis pendant des ann\'{e}es, leur
richesse sp\'{e}cifique \cite{Luisetal2015,Luisetal2013}, coupl\'{e}e
\`{a} ces caract\'{e}ristiques \'{e}cologiques font de ces
mammif\`{e}res d'excellents r\'{e}servoirs d'agents{\unskip\break} zoonotiques
\cite{BrookDobson2015}.

D'autre part, des \'{e}tudes exp\'{e}rimentales sugg\`{e}rent que les
chauves-souris h\'{e}bergent certains virus sans pr\'{e}senter de
sympt\^{o}mes apparents \cite{Halpinetal2011}. Ces caract\'{e}ristiques
ont r\'{e}cemment suscit\'{e} des efforts consid\'{e}rables pour
caract\'{e}riser les m\'{e}canismes immunitaires de ces mammif\`{e}res
volants. L'hypoth\`{e}se maintenant commun\'{e}ment admise est une
balance entre tol\'{e}rance et r\'{e}sistance immunitaire. En effet,
des adaptations sp\'{e}cifiques aux chauves-souris ont \'{e}t\'{e}
depuis peu mises en \'{e}vidence au niveau de l'inflammasome, notamment
dans les g\`{e}nes codant les prot\'{e}ines NLRP3, STING, et IRF3
\cite{Ahnetal2019,Banerjeeetal2017,Xieetal2018}, att\'{e}nuant les
effets n\'{e}fastes li\'{e}s \`{a} l'accumulation des compos\'{e}s
oxydants en lien avec la consommation \'{e}nerg\'{e}tique requise par
le vol, et r\'{e}duisant l'inflammation excessive. Ces adaptations
contribueraient \`{a} augmenter la tol\'{e}rance virale. N\'{e}anmoins,
avec 60 millions d'ann\'{e}es de divergence \cite{Agnarssonetal2015},
les chauves-souris ont co-\'{e}volu\'{e} avec une grande diversit\'{e}
d'agents pathog\`{e}nes viraux. Par cons\'{e}quent, des changements
adaptatifs en r\'{e}ponse aux virus pourraient \'{e}galement contribuer
\`{a} contr\^{o}ler efficacement les infections virales
\cite{Irvingetal2021}. Par exemple, un certain nombre d'effecteurs
antiviraux chez les chauves-souris portent des signatures de pression
de s\'{e}lection, notamment dans des prot\'{e}ines antivirales majeures
de l'immunit\'{e} inn\'{e}e, telles que l'enzyme d'\'{e}dition de
l'ARNm des Apolipoprot\'{e}ines~B, les prot\'{e}ines de type
polypeptide catalytique (APOBECs), la prot\'{e}ine \og~tetherin~\fg{},
la prot\'{e}ine transmembranaire~3 induite par l'interf\'{e}ron
(IFITM3) \cite{Benfieldetal2020,Haywardetal2020,Haywardetal2018}. 
Malgr\'{e} ces avanc\'{e}es, une grande partie de la diversification
fonctionnelle de l'immunit\'{e} inn\'{e}e des chauves-souris
reste{\unskip\break} \`{a} \'{e}lucider. 

\section{La prot\'{e}ine kinase~R, un effecteur antiviral puissant et
\`{a} large spectre}\label{sec3}

Afin de d\'{e}chiffrer comment les chauves-souris se sont adapt\'{e}es
\`{a} leurs virus, et comprendre l'impact fonctionnel de ces
adaptations pass\'{e}es, nous avons r\'{e}cemment caract\'{e}ris\'{e}
la diversification d'une prot\'{e}ine antivirale majeure, la
prot\'{e}ine kinase~R (PKR). Conserv\'{e}e chez l'ensemble des
vert\'{e}br\'{e}s, PKR est un effecteur antiviral contre un large
spectre de familles virales \`{a} ADN et \`{a} ARN, telles que les
Poxviridae, les Herpesviridae et les Orthomyxoviridae
\cite{Garciaetal2006}.  Au cours d'une infection, PKR d\'{e}tecte l'ARN
double brin viral, ce qui conduit \`{a} son activation et \`{a} la
phosphorylation d'un substrat cellulaire, la
prot\'{e}ine~EIF2${\upalpha}$ (\textit{eukaryotic initiation factor~2
alpha}), induisant ainsi l'arr\^{e}t de la traduction des prot\'{e}ines
cellulaires et virales. L'importance de PKR dans l'immunit\'{e}
inn\'{e}e est notamment soulign\'{e}e par les multiples strat\'{e}gies
adopt\'{e}es par les virus pour contourner, bloquer ou \'{e}chapper
\`{a} la fonction de PKR \cite{CesaroMichiels2021}.  Un exemple bien
document\'{e} est celui des Poxvirus, virus circulant chez un grand
nombre de mammif\`{e}res, y compris les chauves-souris. Ces virus
produisent une prot\'{e}ine antagoniste, appel\'{e}e~K3, agissant par
mim\'{e}tisme du substrat~EIF2${\upalpha}$ et inhibant ainsi l'action
de PKR \cite{Romanoetal1998}. Au cours de l'\'{e}volution, ces
interactions antagonistes entre PKR et les prot\'{e}ines virales ont
\'{e}volu\'{e} dans des dynamiques de courses aux armements
g\'{e}n\'{e}tiques chez les primates
\cite{Eldeetal2009,Rothenburgetal2009}.  Chez les chauves-souris, la
trajectoire \'{e}volutive de PKR \'{e}tait jusqu'alors inconnue. 

Dans l'\'{e}tude que nous avons r\'{e}cemment r\'{e}alis\'{e}e
\cite{Jacquetetal2022}, nous avons combin\'{e} analyses \'{e}volutives
et exp\'{e}rimentations fonctionnelles dans un contexte cellulaire,
pour caract\'{e}riser la diversification fonctionnelle de PKR chez les
chiropt\`{e}res. Pour ce faire, la s\'{e}quence codante du g\`{e}ne a
\'{e}t\'{e} analys\'{e}e chez 33~esp\`{e}ces de chauves-souris,
repr\'{e}sentant 60~millions d'ann\'{e}es d'\'{e}volution. En
particulier, 14~esp\`{e}ces appartenant \`{a} dix familles ont
\'{e}t\'{e} \'{e}chantillonn\'{e}es et nouvellement s\'{e}quenc\'{e}es.

\section{La PKR des chauves-souris a \'{e}volu\'{e} sous fortes
pressions de s\'{e}lection exerc\'{e}es par d'anciens
poxvirus}\label{sec4}

Les analyses \'{e}volutives ont mis en \'{e}vidence que PKR a
\'{e}volu\'{e} sous fortes pressions de s\'{e}lection chez les
chiropt\`{e}res. De plus, en comparant l'\'{e}volution de la PKR des
chauves-souris \`{a} celle d'autres mammif\`{e}res, notre \'{e}tude a
r\'{e}v\'{e}l\'{e} que ces changements adaptatifs \'{e}taient plus
fr\'{e}quents chez les chauves-souris, et que la localisation des sites
adaptatifs \'{e}tait remarquablement diff\'{e}rente entre
mammif\`{e}res. Alors que la plupart des sites sous s\'{e}lection
positive sont concentr\'{e}s dans le domaine kinase de la PKR chez les
primates, les artiodactyles et les rongeurs, ces sites sont
dispers\'{e}s sur l'ensemble de la PKR de la chauve-souris 
(Figure~\ref{fig1}A). La plupart de ces sites et r\'{e}gions de PKR
correspondent \`{a} des interfaces connues entre la PKR humaine et des
antagonistes viraux, tels que les prot\'{e}ines~NS1 du virus de la
grippe, TRS1 des cytom\'{e}galovirus ou NS5A des hepacivirus
\cite{Childetal2017,Lietal2006},  dont les homologues sont pr\'{e}sents
chez les virus de chauves-souris. Ces r\'{e}sultats sugg\`{e}rent que
les patrons observ\'{e}s r\'{e}sulteraient de courses aux armements
g\'{e}n\'{e}tiques entre la PKR des chauves-souris et des virus
pathog\`{e}nes et refl\'{e}teraient donc des pressions exerc\'{e}es par
diff\'{e}rentes \'{e}pid\'{e}mies anciennes. 

\begin{figure*}
\includegraphics{fig01}
\caption{\label{fig1}\fontsize{9.6}{11.6}\selectfont 
PKR a \'{e}volu\'{e} sous pression de s\'{e}lection chez les
chauves-souris (Modifi\'{e}e de \cite{Jacquetetal2022}).
(A) Sites sous s\'{e}lection positive dans la
PKR des mammif\`{e}res. Le graphe repr\'{e}sente les probabilit\'{e}s
post\'{e}rieures de s\'{e}lection positive (axe $y$) pour chaque codon
(axe $x$). Les barres rouges indiquent les sites identifi\'{e}s par deux
mod\`{e}les \'{e}volutif. Les chiffres entre parenth\`{e}ses
repr\'{e}sentent le nombre total d'esp\`{e}ces analys\'{e}es dans
chaque ordre de mammif\`{e}res. (B) Approche m\'{e}thodologique des
tests fonctionnels dans les levures permettant de d\'{e}terminer la
sensibilit\'{e} de PKR \`{a} l'antagonisme de K3. Dans ces tests, la
prot\'{e}ine virale K3 est co-exprim\'{e}e avec PKR. Lorsque la
prot\'{e}ine K3 est incapable de bloquer la fonction de PKR (par une
interaction directe prot\'{e}ine--prot\'{e}ine), PKR est alors
fonctionnelle et inhibe la traduction dans les levures, ce qui se
traduit par un arr\^{e}t de la croissance des levures. Dans les cas
o\`{u} la prot\'{e}ine K3 est capable d'interagir avec PKR pour bloquer
sa fonction, la traduction n'\'{e}tant pas inhib\'{e}e, la croissance
des levures est pr\'{e}serv\'{e}e permettant la r\'{e}plication virale.
(C) Tests fonctionnels r\'{e}v\'{e}lant que les PKRs de diff\'{e}rentes
esp\`{e}ces de chauves-souris diff\`{e}rent dans leur capacit\'{e}
\`{a} r\'{e}sister \`{a} l'antagonisme par les K3 de eptesipoxvirus
(EPTV), de la vaccine (VACV) et de la variole (VARV). (D) Test
fonctionnels de deux mutants de PKRs permettant d'identifier les
d\'{e}terminants g\'{e}n\'{e}tiques qui contribuent aux diff\'{e}rences
fonctionnelles entre les PKRs. (E)~Alignement multiple et comparaison
de la s\'{e}quence de la prot\'{e}ine~K3 entre des poxvirus divergents.
Les couleurs indiquent les variations de site entre les s\'{e}quences
par rapport \`{a} la s\'{e}quence consensus. (F)~Tests fonctionnels de
la capacit\'{e} d'antagonisme de la prot\'{e}ine~K3 du virus eptesipox
et du mutant~K3${\Updelta}$Cter (${\Updelta}$85--120~aa). (G)
Repr\'{e}sentation du locus canonique du g\`{e}ne~EIF2AK2/PKR chez les
chauves-souris, les primates, les rongeurs, les carnivores et les
artiodactyles. Les fl\`{e}ches de couleur unie repr\'{e}sentent les
g\`{e}nes EIF2AK2, la fl\`{e}che ray\'{e}e montre le pseudog\`{e}ne
EIF2AK2 et les fl\`{e}ches blanches sont des g\`{e}nes synt\'{e}niques
adjacents. Les g\`{e}nes dupliqu\'{e}s EIF2AK2 chez \textit{M.~myotis}
et \textit{M.~velifer} sont situ\'{e}s en tandem dans le g\'{e}nome,
tandis que le pseudog\`{e}ne est localis\'{e} en dehors du locus
canonique. (H) Tests d'activit\'{e} lucif\'{e}rase \'{e}valuant la
fonction cellulaire des PKR dupliqu\'{e}es et leur capacit\'{e} \`{a}
\'{e}chapper \`{a} des antagonistes viraux dans des cellules humaines.
Les exp\'{e}riences comparent l'activit\'{e} d'une prot\'{e}ine
lucif\'{e}rase dans des cellules transfect\'{e}es avec ou sans PKR
humaine, ou avec les PKR de Myotis myotis (PKR1 ou PKR2), en
pr\'{e}sence ou en absence des antagonistes viraux~: des antagonistes
viraux~: E3 de VACV, et NS5A du HCV de chauves-souris (souches
\textit{O.~martiensseni} et \textit{P. macrotis}), NS5A du HCV humain (JFH1),
NS1 de l'IAV humain, TRS1 du CMV humain, et E3 d'EPTV. Lorsque PKR est
fonctionnelle, elle inhibe la traduction, ce qui entra\^{i}ne une
r\'{e}duction de la production de lucif\'{e}rase et une diminution de
la lumi\`{e}re \'{e}mise. Les variations d'activit\'{e} lucif\'{e}rase
permettent de d\'{e}terminer la capacit\'{e} des diff\'{e}rentes PKR
\`{a} r\'{e}sister \`{a} l'inhibition par ces antagonistes viraux.}
\end{figure*}

Pour tester cette hypoth\`{e}se, la PKR de diff\'{e}rentes esp\`{e}ces
de chauve-souris ont \'{e}t\'{e} exprim\'{e}es dans des cellules de
levures permettant de tester (i) leurs fonctions cellulaires (i.e.,
capacit\'{e} \`{a} bloquer la traduction) et (ii) leur sensibilit\'{e}
\`{a} l'antagoniste~K3 de divers poxvirus, y compris les K3 d'un
poxvirus isol\'{e} chez les chauves-souris (Eptesipoxvirus, EPTV), du
virus de la vaccine (VACV), et de la variole (VARV)
(Figure~\ref{fig1}B).  Cette approche a r\'{e}v\'{e}l\'{e} que les PKR
diff\`{e}rent dans leur capacit\'{e} \`{a} \'{e}chapper aux
antagonistes viraux d'une mani\`{e}re sp\'{e}cifique \`{a} l'esp\`{e}ce
h\^{o}te et au virus (Figure~\ref{fig1}C). Ces r\'{e}sultats
sugg\`{e}rent que d'anciens poxvirus ont \'{e}t\'{e} des moteurs
importants dans l'adaptation de la PKR des chauves-souris, et que leur
co\'{e}volution a fa\c{c}onn\'{e} des interfaces sp\'{e}cifiques entre
PKR et K3 chez les chiropt\`{e}res. La caract\'{e}risation de cette
interface, tant du c\^{o}t\'{e} de l'h\^{o}te que du c\^{o}t\'{e} du
virus, a permis d'identifier dans la PKR des chauves-souris une
nouvelle r\'{e}gion d'interaction avec la prot\'{e}ine~K3 d'EPTV
(Figure~\ref{fig1}D--F). Du c\^{o}t\'{e} de l'h\^{o}te, nous avons
caract\'{e}ris\'{e} le r\^{o}le synerg\'{e}tique deux r\'{e}gions
localis\'{e}es dans le domaine kinase de PKR (l'h\'{e}lice
${\upalpha}$G et l'insert), qui pourrait \^{e}tre sp\'{e}cifique aux
chiropt\`{e}res (Figure~\ref{fig1}D). Du c\^{o}t\'{e} du virus,
l'alignement des s\'{e}quences~K3 de diff\'{e}rents poxvirus a
r\'{e}v\'{e}l\'{e} une insertion d'acides amin\'{e}s sp\'{e}cifique
\`{a} la prot\'{e}ine~K3 du virus EPTV qui est indispensable pour
bloquer la fonction des PKR des chauves-souris (Figure~\ref{fig1}E,F).
D'autres \'{e}tudes seront importantes pour d\'{e}terminer si d'autres
poxvirus de chauves-souris ont \'{e}volu\'{e} vers des changements
adaptatifs similaires et pour d\'{e}chiffrer l'implication
fonctionnelle dans la pathog\'{e}nicit\'{e} et l'\'{e}pid\'{e}miologie
des poxvirus. 

\section{Des duplications ont fa\c{c}onn\'{e} la diversification de PKR
chez les esp\`{e}ces du genre \textit{Myotis}}\label{sec5}

D'autres formes de changements g\'{e}nomiques peuvent \^{e}tre
adaptatives durant les courses aux armements entre le virus et
l'h\^{o}te. En particulier, la duplication et la recombinaison des
g\`{e}nes sont des m\'{e}canismes participant \`{a} la diversification
du r\'{e}pertoire antiviral des mammif\`{e}res 
\cite{DaughertyZanders2019,Magadumetal2013}. En \'{e}tudiant
l'\'{e}volution du g\`{e}ne qui code la prot\'{e}ine PKR, nous avons
d\'{e}couvert qu'au-del\`{a} des substitutions, la duplication de
g\`{e}nes a contribu\'{e} \`{a} l'\'{e}volution de PKR chez les
chiropt\`{e}res du genre \textit{Myotis}. Alors que tous les autres
mammif\`{e}res \'{e}tudi\'{e}s poss\`{e}dent un seul g\`{e}ne codant
pour la prot\'{e}ine PKR, plusieurs esp\`{e}ces de chauves-souris du
genre \textit{Myotis} expriment au moins deux copies de PKR
(Figure~\ref{fig1}G). Cela indique une histoire \'{e}volutive complexe,
marqu\'{e}e par une duplication ancienne de PKR, suivie de duplications
ind\'{e}pendantes sp\'{e}cifiques \`{a} chaque esp\`{e}ce. 

Afin de d\'{e}terminer l'impact fonctionnel de tels changements, nous
avons test\'{e} la fonction des copies de PKR, leur sensibilit\'{e}
\`{a} divers antagonistes viraux et leur capacit\'{e} \`{a} bloquer la
r\'{e}plication de deux virus divergents (virus de la vaccine et de la
stomatite v\'{e}siculaire). Ces approches fonctionnelles ont
r\'{e}v\'{e}l\'{e} que les copies de PKR \'{e}taient capables
d'arr\^{e}ter la synth\`{e}se des prot\'{e}ines, mais diff\'{e}raient
significativement dans leur capacit\'{e} \`{a} \'{e}chapper aux
antagonistes viraux de virus \`{a} ARN et ADN (NS1 du virus influenza
A, TRS1 du cytomegalovirus et E3 du virus EPTV) (Figure~\ref{fig1}H).
Ces r\'{e}sultats indiquent que la duplication de PKR a contribu\'{e}
\`{a} diversifier les m\'{e}canismes d'\'{e}chappement \`{a}
l'antagonisme viral, et que certains virus, tel qu'influenza,
pourraient \^{e}tre des moteurs de cette diversification. Par ailleurs,
les tests d'infection ont r\'{e}v\'{e}l\'{e} que les copies de PKR sont
capables de r\'{e}duire la r\'{e}plication virale, mais se distinguent
dans leur capacit\'{e} \`{a} restreindre la r\'{e}plication du virus de
la vaccine, et ce, malgr\'{e} une expression comparable des copies de
PKR. Par cons\'{e}quent, l'expansion de PKR chez les \textit{Myotis} a
conduit \`{a} la production d'au moins deux effecteurs antiviraux
fonctionnels avec une sp\'{e}cialisation potentielle de leur fonction. 

\section{Conclusions}\label{sec6}

En r\'{e}sum\'{e}, notre \'{e}tude \cite{Jacquetetal2022}  a montr\'{e}
que des \'{e}pid\'{e}mies virales ont fa\c{c}onn\'{e} le g\'{e}nome des
chauves-souris et a apport\'{e} des connaissances cruciales sur la
diversification fonctionnelle du r\'{e}pertoire antiviral des
chauves-souris. Il a \'{e}t\'{e} sugg\'{e}r\'{e} que la tol\'{e}rance
immunitaire plut\^{o}t qu'un contr\^{o}le viral accru joue un r\^{o}le
cl\'{e} dans l'immunit\'{e} des chauves-souris
\cite{Ahnetal2019,Pavlovichetal2018,Xieetal2018}.  Nous avons cependant
montr\'{e} que, les changements adaptatifs dans les PKR des
chauves-souris augmentent leur fonction antivirale et leur capacit\'{e}
\`{a} \'{e}chapper \`{a} l'inhibition par les virus, ce qui soutient un
renforcement adaptatif des d\'{e}fenses antivirales chez certaines
esp\`{e}ces. Ceci est en accord avec plusieurs \'{e}tudes rapportant un
taux d'\'{e}volution acc\'{e}l\'{e}r\'{e} dans les facteurs de
restriction des chauves-souris, indiquant une d\'{e}fense accrue contre
l'infection virale
\cite{Benfieldetal2020,Fernandesetal2022,Fuchsetal2017,
Hawkinsetal2019}. Chaque esp\`{e}ce ayant sa propre histoire
d'exposition virale, des communaut\'{e}s virales sp\'{e}cifiques ont
certainement conduit \`{a} une adaptation sp\'{e}cifique de
l'immunit\'{e} antivirale de chaque esp\`{e}ce, soulignant la
n\'{e}cessit\'{e} d'inclure de multiples esp\`{e}ces dans les
\'{e}tudes fonctionnelles comparatives. En conclusion, si
l'att\'{e}nuation de la r\'{e}ponse inflammatoire pourrait \^{e}tre
commune aux chauves-souris, des adaptations sp\'{e}cifiques, en
r\'{e}ponse \`{a} d'anciennes \'{e}pid\'{e}mies virales, pourraient
avoir fa\c{c}onn\'{e} l'immunit\'{e} inn\'{e}e de chaque esp\`{e}ce.
D'autres \'{e}tudes fonctionnelles et m\'{e}canistiques sont maintenant
n\'{e}cessaires pour (i) d\'{e}chiffrer la fonction, les m\'{e}canismes
et voies de signalisation de la PKR dupliqu\'{e}e, (ii) d\'{e}terminer
s'il y a une sp\'{e}cialisation dans la r\'{e}ponse antivirale ou les
virus cibl\'{e}s et (iii) comprendre les co\^{u}ts et b\'{e}n\'{e}fices
associ\'{e}s \`{a} cette duplication.

\section*{D\'eclaration d'int\'er\^{e}ts}

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne poss\`edent pas
de parts, ne re\k{c}oivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait
tirer profit de cet article, et n'ont d\'eclar\'e aucune autre
affiliation que leurs organismes de recherche.

\section*{Financements}

Ce travail a \'{e}t\'{e} soutenu par le CNRS et par le LABEX ECOFECT
(ANR-11-LABX-0048) de l'Universit\'{e} de Lyon, dans le cadre du
programme \og~Investissements d'Avenir~\fg{} (ANR-11-IDEX-0007) de
l'Agence Nationale de la Recherche (ANR). SJ, DP et LE sont soutenues
par l'Agence nationale de la recherche fran\c{c}aise, dans le cadre de
la subvention ANR-20-CE15-0020-01 (projet \og~BATantiVIR~\fg{}). SJ est
\'{e}galement soutenue par le CNRS et la Fondation L'Or\'{e}al-Unesco
\og~For Women In Science~\fg. LE est soutenue par le CNRS et par des
subventions de l'Agence fran\c{c}aise de recherche sur le VIH et les
maladies infectieuses \'{e}mergentes ANRS/MIE (nos ECTZ19143 et
ECTZ118944). DP est soutenue par le CNRS, le Fonds europ\'{e}en de
d\'{e}veloppement r\'{e}gional (FEDER) et l'ANR EBOFAC. 

\CDRGrant[ANR]{ANR-11-LABX-0048}
\CDRGrant[ANR]{ANR-11-IDEX-0007}
\CDRGrant[ANR]{ANR-20-CE15-0020-01}
\CDRGrant[ANRS/MIE]{ECTZ19143}
\CDRGrant[ANRS/MIE]{ECTZ118944}

\section*{Remerciements}

Nous remercions particuli\`{e}rement l'ensemble des co-auteurs et
co-autrices qui ont contribu\'{e} \`{a} l'article original, ainsi que
toutes les personnes qui nous ont aid\'{e} de pr\`{e}s ou de loin. 

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%\nocite{Vipatetal2020}

\printbibliography
\refinput{crbiol20240526-reference.tex}

\end{document}
